(57)【要約】【課題】熱可塑性ポリエステルエラストマーが本来有する機械的強度を低減させることなく、摩擦・摩耗特性および擦過音、特に水浸漬使用時における擦過音をも改善せしめたフレキシブルブーツ用熱可塑性ポリエステル成形材料を提供する。【解決手段】熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部当り、低融点固形炭化水素化合物を0.05〜5重量部配合してなるフレキシブルブーツ用成形材料。熱可塑性ポリエステルエラストマーに低融点固形炭化水素化合物を配合した熱可塑性ポリエステル成形材料から成形されたフレキシブルブーツは、熱可塑性ポリエステルエラストマーが本来有する機械的強度を維持しつつ、摩擦・摩耗特性および擦過音を改善させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部当り、低融点固形炭化水素化合物を0.05〜5重量部配合してなるフレキシブルブーツ用成形材料。
【請求項２】
熱可塑性ポリエステルエラストマーが、(a) 高融点ハードセグメントおよび(b) 低融点ソフトセグメントからなる請求項１記載のフレキシブルブーツ用成形材料。
【請求項３】
低融点固形炭化水素化合物が、融点30〜80℃のパラフィンおよび炭化水素樹脂の少なくとも一種からなる請求項１記載のフレキシブルブーツ用成形材料。
【請求項４】
請求項１記載のフレキシブルブーツ用成形材料から成形されたフレキシブルブーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルブーツ用成形材料に関する。さらに詳しくは、熱可塑性ポリエステルエラストマーを主成分とするフレキシブルブーツ用成形材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の等速ジョイントなどのような自在継手に用いられるフレキシブルブーツは、主として内包されるグリースの保持および異物侵入の防止用途に用いられる。このようなフレキシブルブーツ用成形材料として、従来はクロロプレンゴムが使用されていたが、この場合には、繰り返し屈曲に対する耐久性が低く、また空気中の耐オゾン性が低いことによる使用時の亀裂の発生など製品寿命が短いといった問題があった。さらに、耐寒性に劣り、機械的強度も小さいといった問題も有していた。
【０００３】
かかる問題に対して、熱可塑性ポリエステルエラストマーによって成形されたフレキシブルブーツが提案され、実用化されているが、自在継手が高角度で屈曲、回転した場合に、フレキシブルブーツの蛇腹を形成する山部の隣り合う側面が強く接触し、異常な摺動音(擦過音)が発生することがある。
【０００４】
このような熱可塑性ポリエステルエラストマーによって成形されたフレキシブルブーツの摺動時における不具合を減らす方法として、ブーツ形状の変更あるいは潤滑剤の塗布といった処理が行われているものの、これらの処理は製品形状が制限されたり、加工工程の増加を招くといいった不具合もある。
【０００５】
かかる不具合を回避するため、熱可塑性ポリエステルエラストマーに種々の摺動性改良剤、例えば脂肪酸アミド化合物、ポリ(アルキレンオキシド)グリコールまたは鉱物油を配合・添加することにより、摺動性を付与する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１８６７６５号公報
【特許文献２】特開平１１−１９９７８０号公報
【特許文献３】特開２０００−１５９９９１号公報
【特許文献４】特開２００３−２２７５６８号公報
【０００６】
しかるに、熱可塑性ポリエステルエラストマーに脂肪酸アミド化合物を添加して用いた場合には、脂肪酸アミド化合物が熱可塑性ポリエステルエラストマーとは相溶性がほとんどないために、短時間でブーツ表面にブルームし、擦過音防止や摩擦係数を低減する一方で、ブルームした脂肪酸アミド化合物はブーツ摺動時の摩擦・摩耗によって容易に離脱し、長時間の効果が期待できないといった問題がある。
【０００７】
他方、熱可塑性ポリエステルエラストマーにポリ(アルキレンオキシド)グリコールを添加して用いた場合には、ポリエステルブロック共重合体との相溶性がよいため、脂肪酸アミド化合物に比べて多量に配合して、表面に析出させないと機能を発揮せず、またポリ(アルキレンオキシド)グリコールは融点が20〜60℃と低く、摺動時に溶解して可塑剤として作用し、機械的強度を低下させる可能性がある。
【０００８】
さらに、鉱物油などの液状オイルを添加すると、液体であるが故にフレキシブルブーツ蛇腹の擦れ合いによって、拭い取られ易くなり、またオイルを均一に分散させることが難しいためペレットの作成が困難であるといった問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、熱可塑性ポリエステルエラストマーが本来有する機械的強度を低減させることなく、摩擦・摩耗特性および擦過音、特に水浸漬使用時における擦過音をも改善せしめたフレキシブルブーツ用熱可塑性ポリエステル成形材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる本発明の目的は、熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部当り、低融点固形炭化水素化合物を0.05〜5重量部配合してなるフレキシブルブーツ用成形材料によって達成される。
【発明の効果】
【００１１】
熱可塑性ポリエステルエラストマーに低融点固形炭化水素化合物を配合した熱可塑性ポリエステル成形材料から成形されたフレキシブルブーツは、熱可塑性ポリエステルエラストマーが本来有する機械的強度を維持しつつ、摩擦・摩耗特性および擦過音を改善させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
熱可塑性ポリエステルエラストマーとしては、好ましくは(a) 高融点ハードセグメントと(b) 低融点ソフトセグメントからなるポリエステル共重合体を主成分とするものが用いられる。
【００１３】
(a) 高融点ハードセグメントは、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールから形成されるポリエステルであり、好ましくはテレフタル酸および／またはジメチルテレフタレートと1,4-ブタンジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレートが用いられるが、この他にイソフタル酸、フタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,7-ジカルボン酸、ジフェニル-4,4′-ジカルボン酸、ジフェノキシエタンカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体のジカルボン酸成分と、分子量300以下のジオール、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族ジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロールなどの脂環式ジオール、キシリレングリコール、ビス(p-ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)プロパンなどの芳香族ジオールなどから誘導されるポリエステルまたはこれらのジカルボン酸成分およびジオール成分を２種以上併用した共重合ポリエステルが挙げられる。また、３官能性以上の多官能性カルボン酸成分、多官能性オキシ酸成分および多官能性ヒドロキシ成分などを５モル％以下の範囲で共重合することも可能である。
【００１４】
(b) 低融点ソフトセグメントは、脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルよりなる。脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコールまたはエチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体などが挙げられる。また、脂肪族ポリエステルとしては、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが挙げられる。これらの脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルの中では、得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性の観点から、好ましくはポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリブチレンアジペートまたはポリエチレンアジペートなどが用いられる。また、これらの低融点ソフトセグメントは、好ましくは共重合された状態において、数平均分子量Mnが300〜6000程度のものが用いられる。
【００１５】
これらの(a) 高融点ハードセグメントおよび(b) 低融点ソフトセグメントの共重合量は、(a)が90〜20重量％に対して、(b)が10〜80重量％、好ましくは(a)が85〜25重量％に対して、(b)が15〜75重量％であり、その製造は、公知の方法、例えばエステル交換反応による重縮合反応などによって行われる。
【００１６】
得られたポリエステルブロック共重合体には、低融点固形炭化水素化合物が配合される。低融点固形炭化水素化合物としては、融点が30〜80℃であるパラフィンまたは炭化水素樹脂、具体的には例えばこのような融点を有するパラフィンワックス、高純度パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、Fishcher-Tropsワックス、オゾケライトなどの少なくとも一種、好ましくはパラフィンワックスが用いられる。融点がこれより低いものを用いた場合には、容易に溶解してしまうため、熱可塑性ポリエステルエラストマーとの混合が困難となり、一方融点がこれより高いものを用いると、フレキシブルブーツの摺動時に表面に析出した成分が脱離しやすくなる。
【００１７】
低融点固形炭化水素化合物は、熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部に対して、0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜2重量部の割合で用いられる。低融点固形炭化水素化合物がこれより多い割合で用いられると、低融点固形炭化水素化合物の表面析出量が増大し、外観不良を起こすようになり、一方これより少ない割合で用いられると、摺動特性改善の効果を発揮できなくなり好ましくない。
【００１８】
以上の各必須成分には、必要に応じて酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、造核剤、補強剤、着色剤、充填剤などの各種添加剤が適宜配合され、任意の混練機、例えばミキサーあるいはタンブラーなどを用いて混練された後、任意の成形方法、例えば押出ブロー、射出ブロー、プレスブローなどのブロー成形法や射出成形法などによって、フレキシブルブーツが製造される。
【実施例】
【００１９】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００２０】
実施例１
熱可塑性ポリエステルエラストマー(東レ・デュポン社製品ハイトレル4797B)100重量部にパラフィンワックス(日本精鑞製品パラフィンワックス115：融点47℃)0.1重量部を添加し、ミキサーを用いて混合して、成形用ペレットを作成した。これを用いて摩擦・摩耗特性評価用の厚み1mmのテストシートおよびフレキシブルブーツをブロー成形により作成した。
【００２１】
得られたシートおよびフレキシブルブーツを用いて、摩擦試験、異音試験および耐久試験を行った。
摩擦試験：4×4mmのテストシートを5mm径の金属ピンに貼り付けて試験用ピンを作成し、これを用いてテストシート−試験用ピン間の摩擦をピンオンディスク型試験機(CETR社製品トライボテスター)にて、空気中、20℃、5rpm、30秒間、荷重0.5MPaの条件下で測定
異音試験：フレキシブルブーツを45°に屈曲させて等速ジョイントに組み付け、25℃、100rpmの条件下で初期における異音の有無を確認後、空気中における異音発生までの時間および水浸漬時における異音発生までの時間を測定
耐久試験：フレキシブルブーツを35°に屈曲させて、等速ジョイントに組み付け、100℃、400rpmの条件下で、亀裂が生じるまでの時間を測定
【００２２】
実施例２
実施例１において、パラフィンワックス(パラフィンワックス115)量が1重量部に変更されて用いられた。
【００２３】
実施例３
実施例１において、パラフィンワックスとして日本精鑞製品パラフィンワックス155(融点69℃)が同量用いられた。
【００２４】
実施例４
実施例１において、パラフィンワックスの代わりにマイクロクリスタリンワックス(日本精鑞製品Hi-Mic-2065：融点75℃)が同量用いられた。
【００２５】
実施例５
実施例１において、パラフィンワックス(パラフィンワックス155)0.1重量部がさらに用いられた。
【００２６】
比較例１
実施例１において、パラフィンワックスが用いられなかった。
【００２７】
比較例２
実施例１において、パラフィンワックスの代わりにポリエチレンワックス(三井化学製品三井ハイワックス800P：融点127℃)1重量部が用いられた。
【００２８】
比較例３
実施例１において、パラフィンワックスの代わりに脂肪酸アミドワックス(日本化成製品スリパックスL：融点157℃)0.05重量部が用いられた。
【００２９】
比較例４
実施例１において、パラフィンワックスの代わりにプロセスオイル(出光興産製品ダイアナプロセスオイルPW32)1重量部が用いられた。
【００３０】
以上の各実施例および比較例で得られた結果は、次の表に示される。
表                                   
実施例                    比較例        
試験項目     １   ２   ３   ４   ５   １   ２   ３   ４ 
〔摩擦試験〕
動摩擦係数      0.21  0.22  0.21  0.23          1.25  1.12  0.23  0.18
〔異常音試験〕
初期            なし  なし  なし  なし  なし    あり  あり  なし  なし
空気中(時間)    ＞40  ＞40  ＞40  ＞40  ＞40     ０    ０    16   ＞40
水浸漬時(時間)  ＞40  ＞40  ＞40  ＞40  ＞40     ０    ０    30    20
〔耐久試験〕
亀裂発生(時間)   130   125   132   122   128      30    30    65   110
【００３１】
以上より、次のようなことがいえる。
(1) 低融点固形炭化水素化合物が用いられない場合または低融点固形炭化水素化合物の代わりに高融点固形炭化水素化合物を用いた場合には、自在継手を高角度で屈曲させて、回転した場合に、フレキシブルブーツの蛇腹を形成する山部の隣り合う側面が強く接触し、異常な摺動音が発生する(比較例１，２)。
(2) 低融点固形炭化水素化合物の代わりに脂肪酸アミドワックスを用いた場合には、動摩擦係数は改善されるものの、使用時における異常音の発生および耐久性の点で十分ではない(比較例３)。
(3) 低融点固形炭化水素化合物の代わりにプロセスオイルを用いた場合には、水浸漬使用時における異常音の発生の点で十分ではない(比較例４)。
(4) これらの結果に対して、各実施例においては摩擦試験、異音試験および耐久試験のいずれにおいても良好な結果が得られた。これは、熱可塑性ポリエステルエラストマーに添加されている化合物が炭化水素系物質であるため、熱可塑性ポリエステルエラストマーとの相溶性は低く、少量の添加により表面に析出して効果を発揮することができ、また添加量が少量であることから膨潤による材料特性の低下が小さく、さらに低融点固形炭化水素化合物は、固体ではあるものの蝋状なので拭い取られにくいし、水で流れたりといういうこともないといった特徴を有するためであると考えられる。
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月4日(2004.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
得られたポリエステルブロック共重合体には、低融点固形炭化水素化合物が配合される。低融点固形炭化水素化合物としては、融点が30〜80℃であるパラフィンまたは炭化水素樹脂、具体的には例えばこのような融点を有するパラフィンワックス、高純度パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、Fishcher-Tropsワックス、オゾケライトなどの少なくとも一種、好ましくはパラフィンワックスが用いられる。融点がこれより低いものを用いた場合には、容易に融解してしまうため、熱可塑性ポリエステルエラストマーとの混合が困難となり、一方融点がこれより高いものを用いると、フレキシブルブーツの摺動時に表面に析出した成分が脱離しやすくなる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
得られたシートおよびフレキシブルブーツを用いて、摩擦試験、異音試験および耐久試験を行った。
摩擦試験：4×4mmのテストシートを5mm径の金属ピンに貼り付けて試験用ピンを作成し、これを用いてテストシート−試験用ピン間の摩擦をピンオンディスク型試験機(CETR社製品トライボテスター)にて、空気中、20℃、5rpm、30秒間、荷重0.5MPaの条件下で、動摩擦係数を測定
異音試験：フレキシブルブーツを45°に屈曲させて等速ジョイントに組み付け、25℃、100rpmの条件下で初期における異音の有無を確認後、空気中における異音発生までの時間および水浸漬時における異音発生までの時間を測定
耐久試験：フレキシブルブーツを35°に屈曲させて、等速ジョイントに組み付け、100℃、400rpmの条件下で、亀裂が生じるまでの時間を測定